Gravetat i éssers vius

Anna Garcia GuiuLlorenç PorquerInstitut Cambrils2010-2011

Introducció“Si un basquetbolista mete una canasta, no es por suerte ni por práctica, es por la gravedad.”- Anónimo-

Què és la gravetat?

•La gravetat és la força d’atracció mútua que experimenten dos objectes amb

massa.

•La gravetat fa que els objectes caiguin.

•Valor de l’acceleració de la gravetat =9,81 m/s²

“ZERO-G was an amazing experience. I loved it! I only wish I could be weightless for an entire week!”

- Martha Stewart-

Gravitació universal

•Newton

-“Philosophiae Naturalis Principia Mathematica”(1687)

•La llei de la gravitació universal

F= G. ________

d²

m1.m2

•Llei de la gravitació universal aplicada a la Terra:

F= G.________

•Camp gravitatori

- propietat de l’espai que envolta una massa i que produeix que aquesta interaccioni

amb el cos que l’està produint produint-se una força d’atracció.

-Exemple : la Terra i la Lluna

Mt·m

R²t

Les tres lleis de Newton

•Totes les forces que s’exerceixen sobre la superfície terrestre poden explicar-se:

- forces inercials (F=m·a)

- forces gravitatòries (Pes = m·g)

•Segona llei de Newton: F= m·a

- ens permetrà explicar segons la magnitud de la força els efectes fisiològics sobre el nostre

organisme

"Los planetas se mueven en elipses que tienen un foco común en el centro del Sol, y los radios trazados desde el centro describen áreas proporcionales a los tiempos". –Anónimo-

Canvis gravitacionals

La gravetat no sempre és la mateixa dins de l’atmosfera terrestre:

•Variacions de la gravetat per la latitud

•Variacions de la gravetat per altura

•Variacions de la gravetat a causa del temps

-Les marees: la posició del Sol i la Lluna

-Deriva instrumental

Canvis posturals

L’home percep el món exterior a través d’uns òrgans : els receptors.

•Els fusos muscular•Corpuscles de Vater-Pacini Ruffini•Corpuscles de Meisnere•Plexes nerviosos• Otòlits•Canals semicirculars•Receptors de l’ull, la retina

Microgravetat en éssers humans

-Com restem a l’espai?

• Transbordadors espacials• Trajectòries corbes• Gravetat+acceleració

-Per què flotem a l’espai?

•Estem “caient” i no per falta de gravetat•Caiem a la vegada que ho fa la nau•Caiem al voltant de l’òrbita de la Terra•Sensació d’estar flotant

Efectes sobre l’organisme

-Efectes sobre l’aparell cardiovascular i dinàmica de fluids

•Desplaçament dels fluids en direcciócefàlica que produeix l'anomena't efecte cames d’ocell.(produeix símptomes semblants al refredat)

• Augmenta la pressió venosa a causa d’aquest desplaçament.

•Pèrdua de pesi de volum sanguini(22%) Tripulació STS-119

•Atròfia del miocardi i pèrdua de volum.

•Equilibri de 100 mmHg de pressió sanguínia en tot el cos.

•Desorientació i pèrdua d’equilibri a causa del moviment de fluids de l’orella.

•L’índex de filtrat dels ronyons augmenta i s’eliminen més fluids.

-Efectes sobre el sistema locomotor

•Els músculs s'atrofien (fins al 20%)

•Atròfia de les cèl·lules

•Pèrdua de massa òssia (fins al 40%)

•Augment de l’estatura a causa de la separació de les vèrtebres.

-Efectes sobre el sistema neuro-vestibular

•No hi ha percepció, ni orientació espacial ni equilibri a causa del moviment de fluids en els otòlits.

•No es pot establir una referència vertical.

•Al cap d’uns dies l’astronauta utilitza altres referènciesno vestibulars per orientar-se (visuals, tàctils...)

Adaptació a la gravetat terrestre : bipedestació

•L’adaptació és incompleta i comença de que naixem amb l’habilitat per posar-se dret.

•L’ésser humà té una sèrie de processos neurològics que permeten arribar a l’estat en que mantenim

l’equilibri durant un temps indefinit.

•Fins que no es va començar a explorar l’espai, ningú va tenir consciència de que l’adaptació del cos

humà al medi de la gravetat era el seu funcionament habitual.

Supergravitats

-Positives

Els principals efectes són la pèrdua de visió progressiva que acaba derivant en visió negra i finalment, la pèrdua de coneixement. Aquests efectes apareixen progressivament a mesura que augmenten les Gz.Amb un equip protector es poden aguantar fins a +9Gz.

+5Gz

+3,6 Gz - +6Gz

-Negatives

Els principals efectes són la congestió i la visió vermella. Quan hi ha un excés de sang al cap, la persona pot arribar a desmaiar-se i en molts casos, si l’excés de sang s’esdevé durant una estoma més prolongada, es poden arribar a produir petits retards en els batecs del cor.

-1GzSi el rescat d’un ferit s’allarga més del compte, i aquest està de cap per avall, es poden presentar problemes més greus causats pel fet d’estar a l’inrevés.

Tolerància als canvis

•És individual.

•Depèn de la magnitud de la força,de la durada del temps, de la direcció i de la postura del cos quan està sotmès a les forces de la gravetat.

•L’únic mètode que ens prepara per augmentar la tolerància és l’entrenament.

Entrenament de l’astronauta E.Buzz Aldrin

Com ens preparem per

la gravetat?

•Entrenaments: EVA (activitats extra vehiculars)

-Abans de realitzar un viatge espacial, hi ha uns 20 mesos d’entrenament. -Es realitzen proves físiques per veure si l'astronauta és apte o no per al repte. -Durant els entrenaments s’utilitzen simuladors, piscines i avions com per exemple els Vomit Comet.

•Vestits pressuritzats

•Altres tipus d’entrenaments

-Pilots fórmula 1-Centrifugadores

Proves físiques

Conclusions

•Treball pràctic a Port Aventura en les atraccions del Dragon Khan i Furius Baco.

•Elaborar un buidatge dels resultats amb l’ajuda d’un full de càlcul.

•Extreure conclusions.

SEXE EDAT PROVA 1 PROVA 1 PROVA 1 PROVA 2 PROVA 2 PROVA 2 1era vegada? Mitjana Desviació Mitjana Desviació Mitjana Desviació

Màxim Mínim Pols Màxim Mínim Pols Diferència de pols

Increment del màxim

Increment del mínim

♀ 9 10,2 7,8 97 12,4 8,8 87 -10 -3,42 13,94 -2,2 -1,92 1,68 -1 -1,03 1,20

♀ 10 11,9 6,7 102 17,1 7,6 83 SI -19 -5,2 -0,9♀ 10 10,9 7,6 98 12,7 9,8 88 -10 -3,05 14,62 -1,8 -2,25 1,67 -2,2 -1,32 1,15♀ 11 9 7,4 101 12,4 8,6 90 SI -11 -3,4 -1,2♀ 11 9,9 8,8 92 10,6 8,7 96 4 -5,31 14,18 -0,7 -2,34 1,80 0,1 -1,34 1,26♀ 13 10 8 72 11,2 8,7 86 14 -1,2 -0,7♀ 14 12,2 8,9 110 15,6 10,3 80 SI -30 -8,56 12,69 -3,4 -2,33 1,41 -1,4 -1,26 0,80♀ 16 14,7 9,9 108 16,2 12,5 96 -12 -1,5 -2,6♀ 17 11,5 7,2 83 13,1 8,6 80 -3 -13 5,20 -1,6 -3,07 1,86 -1,4 -1,37 0,72♀ 21 12,4 7 96 12,6 8,9 96 0 -0,2 -1,9♀ 21 12,8 6,5 78 17,5 11,6 99 21 -4,7 -5,1♀ 22 12,4 8,3 72 15,6 8,1 60 -12 -3,2 0,2♀ 23 13,9 7,6 84 19,8 8,4 58 -26 -5,9 -0,8♀ 29 10,4 6,4 73 11,6 7,8 79 6 -1,2 -1,4♀ 29 11,9 7,4 82 11,5 7,6 73 -9 0,4 -0,2♀ 29 13,8 8,9 84 15,5 9,9 96 12 -1,7 -1♀ 30 11,5 7,4 52 12,9 8,7 74 22 -1,4 -1,3♀ 33 11,4 7,2 69 13,5 8,6 77 8 -2,1 -1,4♀ 35 11,9 8,4 100 13,6 9,2 97 -3 -1,7 -0,8♀ 40 12,2 8,2 83 11,3 7 60 -23 0,9 1,2♀ 40 11,2 8,4 96 12,7 8,9 88 -8 -1,5 -0,5♀ 41 11,5 7,6 81 13,4 7,6 91 10 -1,9 0♀ 41 12,9 8,1 97 13,1 8,4 92 -5 -0,2 -0,3♀ 47 11,9 7,8 88 12,6 7,9 90 2 -0,7 -0,1

♂ 8 10,4 7,1 104 16,7 6,6 72 SI -32 -3,05 19,36 -6,3 -1,30 1,74 0,5 -0,47 1,10

♂ 9 12,3 7,8 79 11,7 7,6 79 0 0,6 0,2♂ 10 11,3 7,9 52 12,9 8,7 74 22 -3,17 21,32 -1,6 -1,48 1,83 -0,8 1,19 1,10♂ 12 9 5,2 64 13 8,6 94 30 -4 -3,4♂ 12 11,1 7,5 80 10,8 6,9 75 -5 -1,27 25,48 0,3 -1,55 2,09 0,6 -0,55 1,11♂ 12 12,2 7,9 130 11,7 7,5 71 -59 0,5 0,4♂ 14 10,1 7,3 66 11,6 7,9 66 0 -5,88 28,40 -1,5 -1,54 2,46 -0,6 -0,48 1,31♂ 16 12,6 8,2 87 12,9 8,9 84 -3 -0,3 -0,7♂ 20 13,6 9,9 98 15,5 10,3 119 21 -16 22,63 -1,9 -2,85 4,88 -0,4 0,35 0,21♂ 24 13,3 8,9 84 15,5 9,9 96 12 -2,2 -1♂ 25 13,9 8,1 78 14,6 8,9 78 0 -0,7 -0,8♂ 30 11,7 5,8 86 14,5 9,2 81 -5 -2,8 -3,4♂ 31 13,1 9 87 11,7 8,3 80 -7 1,4 0,7♂ 32 12,6 8,9 110 14,6 9,3 80 -30 -2 -0,4♂ 33 13 8,3 86 13,9 8,3 93 7 -0,9 0♂ 35 11,6 8,7 92 14,5 8,9 96 4 -2,9 -0,2♂ 37 11,1 7 87 12,8 6,4 69 -18 -1,7 0,6♂ 39 11,7 9,2 92 12,3 10,3 98 6 -0,6 -1,1♂ 43 13,1 9,2 99 13,9 9,2 100 1 -0,8 0♂ 46 15,5 9,6 84 14,5 9,2 81 -3 1 0,4♂ 47 12,1 8,7 76 13,1 9,3 80 4 -1 -0,6♂ 49 11,6 8,3 98 12,7 8,7 86 -12 -1,1 -0,4

pmo

Dragon Khan

Furius Baco

Gràcies per la vostra atenció!